BETON GEOPOLIMER NON-PASIR UNTUK BUIS BETON
POLITEKNOLOGI VOL. 14 No. 1 JANUARI 2015
BETON GEOPOLIMER NON-PASIR UNTUK BUIS BETON
Pratikto1 dan Indah Puspita Sari
Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta, Jln. Prof. Dr. G. A. Siwabessy,
Kampus Baru UI Depok 16425, Telp. 0217863532
Email: 1pratikto@ymail.com
Abstract
Geopolymer concrete is concrete with a binder solution that does not need cement, but the use of fly ash as an
adhesive for the content of silica and alumina very high. Fly Ash was activated with an alkaline solution such
as Sodium Hydroxide and Sodium Silicate as catalyst. This research aims to make geopolymer concrete-buis
with out sand that to be used as a water catchment form. This concrete is the variation of the concentration of
NaOH used in the ratio Na2SiO3 / NaOH for 2 while the ratio of activator / fly ash is 0.3 and 2%
superplasticizer content. Compaction method used with stabbing for treatment at a temperature of space left
without special treatment until the age of testing as the reference point. For the characteristics of geopolymer
concrete is analyzed from the results of the test specimen of compressive strength, tensile strength and flexural
strength.
Reduced chance of rain water infiltrating into the soil and water control, to cope with flooding and drought
are through infiltration wells which is one of the environmentally friendly drainage system by increasing
infiltration of rainwater into the soil and reduce runoff to cause flooding. Buis concrete without cement and
without sand will be a good and economical solution
Keywords: Geopolymer concrete, Fly ash, superplasticizer ,water catchment
Abstrak
Beton geopolymer adalah beton dengan larutan bahan pengikat yang tidak menggunakan semen, tetapi
menggunakan fly ash sebagai perekat karena kandungan silika dan aluminanya sangat tinggi.Fly Ash yang
digunakan diaktifkan dengan larutan alkali berupa Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat sebagai
katalisatornya.Penelitian ini bertujuan untuk membuat buis beton geopolimer non pasir untuk digunakan
sebagai sumur resapan air.Beton ini dengan variasi konsentrasi NaOH yang digunakan pada rasio
Na2SiO3/NaOH sebesar 2 sedangkan rasio activator /fly ash adalah 0,3 dan kadar superplasticizer 2%.
Metode pemadatan dengan penusukan dan untuk perawatan dibiarkan disuhu ruang tanpa perlakuan khusus
sampai umur pengujian (refensi).Untuk karakteristik beton geopolimer ini dianalisa dari hasil benda uji
terhadap kuat tekan, kuat tarik dan kuat lentur.Berkurangnya kesempatan air hujan berinfiltrasi ke dalam
tanah dan pengendalian air, untuk mengatasi genangan dan kekeringan adalah melalui sumur resapan yang
merupakan salah satu sistem drainase berwawasan lingkungan dengan memperbesar resapan air hujan ke
dalam tanah dan memperkecil aliran permukaan sebagai penyebab banjir. Buis beton tanpa semen dan tanpa
pasir akan merupakan solusi yang baik dan ekonomis.
Kata Kunci: Beton geopolimer non pasir, Fly ash, superplasticizer , sumur resapan air
PENDAHULUAN
Menurut para ahli penurunan muka air
tanah di kota Jakarta mencapai 0,5-12 cm
per tahun, sedangkan kenaikan air laut
sekitar 0,9 cm per tahun. Diperkirakan
bahwa kota Jakarta akan tenggelam dalam
waktu 50 tahun ke depan. Kondisi
tersebut juga diperkirakan akan terjadi di
kota-kota lainnya di Indonesia. Selama
ini, di Jakarta hampir 85% air hujan
menjadi limpasan dan kurang dari 10%
yangmasuk terserap kedalam tanah dan
menjadi
air
tanah.
Jawa
Barat
diperkirakan hanya memiliki cadangan air
8 miliar meter kubik pada musim
kemarau. Itu hanya 9% air yang tersimpan
saat musim hujan 81 miliar meter
kubik.91% tidak terserap jadi cadangan
karena rusaknya lingkungan. Di Semarang
penurunan muka air tanahnya antara 12,5% meter per tahun, amblas tanahnya
antara 1-8 cm pertahun. Sebagai
gambaran solusi adalah seperti kawasan
pemukiman seluas 1.000 hektar dan
tertutupi 3/4 bagiannya. Setiap kali turun
Pratikto dan Indah Puspita Sari, Beton Geopolimer Non-pasir...
hujan yang curah hujannya 1000 mm akan
ada 750.000 kubik air hujan yang tidak
dapat meresap ke dalam tanah. Jumlah
sekian akan berkumpul dengan aliran
permukaan dari kawasan lain pada lahan
yang
rendah
sehingga
dapat
mengakibatkan banjir. Maka sebuah
kawasan yang jumlah rumahnya 1000
buah, jika masing-masing penghuni
membuat sumur resapan dengan volume 2
kubik berarti dapat mengurangi aliran
permukaan sebesar 2.000 kubik air.
Secara prinsip sumur resapan ini dapat
mengatasi kebutuhan air atau mencegah
banjir di lokasi perkotaan.Sumur resapan
merupakan lubang untuk memasukan air
kedalam tanah.Sumur resapan digali
dengan kedalaman di atas muka air tanah
atau lebih dengan kondisi terisi media
penyerap air.Dengan penelitian ini penulis
berharap dapat memberikan inovasi
sebagai upaya yang dapat dilakukan untuk
mengatasi banjir.Keberhasilan penelitian
ini diharapkan bisa menambah wawasan
masyarakat mengenai sumur resapan
dengan
mengaplikasikan
beton
geopolimer non-pasir. Dengan menggunakan buis beton tanpa semen dan tanpa
pasir dapat berfungsi sebagai konstruksi
sumur resapan dengan biaya yang dapat
bersaing.Permasalahan dalam penelitian
ini adalah molaritas berapa pada beton
geopolimer non pasir dan bagaimana
pemanfaatan beton geopolimer non pasir
untuk buis beton.Tujuan yang ingin
dicapai dalam penelitian ini adalah
mendapatkan angka molaritas yang
optimum
untuk
menghasilkan
workabilitas pada beton geopolimer,
memanfaatkan beton geopolimer non
pasir pada buis beton. Beton adalah
material yang terbentuk dari semen kerikil
dan pasir yang disatukan dengan air.
Beton tanpa semen mulai diperkenalkan
Davidovits pada tahun 1979, yaitu beton
yang menggunakan bahan pengikat yang
dihasilkan dari reaksi polimer larutan
alkali dengan silica dan alumunium yang
terkandung dalam material seperti fly ash,
blast furnace slag, metakolin atau abu
sekam padi disebut sebagai beton
geopolimer[1]. Beton tanpa pasir (No
Fines Concrete), merupakan suatu bentuk
sederhana dari beton ringan yang dalam
pembuatannya tidak mengunakan agregat
halus.Tidak adanya agregat halus dalam
campuran menghasilkan beton berpori
sehingga beratnyaberkurang [2].Beton
tanpa semen dan tanpa pasir adalah beton
tanpa agregat halus dengan bahan
pengikat
yang
sepenuhnya
tidak
menggunakan semen, tetapi menggunakan
fly ash
sebagai pengganti semen.
Material ini merupakan limbah batu bara
dan mempunyai kandungan silica dan
aluminanya sangat tinggi. Fly-Ash yang
diaktifkan dengan larutan alkali berupa
Sodium Hiroksida (NaOH) dan Sodium
Silikat (Na2SiO3) sebagai katalisatornya.
Kombinasi ini akan digunakan sebagai
material untuk membuat konstruksi
resapan dengan bantuk silinder.Pada
proses geopolomerisasi larutan alkaline
yang sering digunakan merupakan
kombinasi sodium hiroksida (NaOH) atau
potassium hiroksida (KOH) dan sodium
silikat (K2SiO3). Jenis larutan alkali
berperan
penting
dalam
proses
polimerisasi. Reaksi lebih cepat terjadi
jika mengandung silikat dibanding
hiroksida.Adapun
larutan
NaOH
memberikan reaksi yang lebih baik
dibanding larutan KOH. Penggunaan
bahan sodium (Na) yaitu sodium
hiroksida atau sodium silikat akan lebih
murah sehingga biaya dapat ditekan dan
teknologi yang digunakanlebih feasible
[3].
Perencanaan sumur resapan air hujan
untuk lahan pekarangan mengikuti
standard SNI yang ada, yaitu, Sumur
resapan harus berada pada lahan yang
datar, tidak pada tanah berlereng, curam
atau labil dan sumur resapan harus
dijauhkan dari tempat penimbunan
sampah, jauh dari septic tank (minimum 5
m diukur dari tepi), dan berjarak 1 m dari
fondasi bangunan. Penggalian sumur
resapan bisa sampai tanah berpasir atau
maksimal 2 m dibawah permukaan air
POLITEKNOLOGI VOL. 14 No. 1 JANUARI 2015
tanah. Kedalaman muka air (water table)
tanah minimum 1,5 m pada musim hujan.
Struktur
tanah
harus
mempunyai
permeabilitas tanah (kemampuan tanah
menyerap air) lebih besar atau sama
dengan 2,0 cm/jam artinya, genangan air
setinggi 2 cm akan terserap habis dalam 1
jam.
diantaranya adalah: Bentuk, Berat Jenis
dan Penyerapan Air atau susunan butiran
serta kekuatan, berat isi dan kadar air.
Tidak digunakannya pasir dan gradasi
agregat kasar yang seragam antara 9,5
mm – 12 mm akan menjadikan beton ini
porous agar supaya dapat ditembus oleh
air.
METODE PENELITIAN
Tahapan penelitian dibagi menjadi empat
bagian utama yairu persiapan dan
pengujian bahan, penyusunan rancangan
campuran, pembuatan dan pemeriksaan
benda uji, serta pembahasan dan analisa
hasil pengujian.Penelitian ini dilakukan
dengan metode eksperimen, yaitu dengan
tidak menggunakan pasir pada campuran
beton
geopolimer.Persiapan
untuk
membuat larutan geopolimer di sajikan
pada gambar 2.Dalam SNI 03-2847-2002,
agregat didefinisikan sebagai material
granular, misalnya pasir, kerikil, batu
pecah, dan kerak tungku pijar, yang
dipakai bersama-sama dengan suatu
media pengikat untuk membentuk beton.
Bahan pengikat dalam campuran beton
geopolimer terdiri dari fly ash mempunyai
ukuran sangat halus dan sangat baik untuk
mengisi rongga yang terdapat dalam
beton. Fly ash memiliki sifat pozzolan
dengan kandungan silikat dan aluminat
yang tinggi sehingga dapat beraksi dengan
air dan kapur padam, dan dapat berubah
menjadi massa padat yang tidak larut
dalam air [2]. Komposisinya tergantung
dari tipe batu bara. Tetapi dengan
kehadiran air dan ukuran partikelnya yang
halus, oksida silika yang dikandung oleh
fly ash akan bereaksi secara kimia dengan
Sodium Hidroksida dan menghasilkan zat
yang memiliki kemampuan mengikat[4].
Komposisi dari fly ash sebagian besar
terdiri dari silikat dioksida (SiO2),
alumunium (Al2O3), besi (Fe2O3) dan
kalsium (CaO), serta magnesium,
potassium, sodium, titanium, sulfur,
dalam jumlah yang kecil.
Sifat Fisik dan Mekanis pada agregat
dapat dibagi menjadi beberapa macam,
Penelitian ini menggunakan bahan-bahan
seperti:Agregat Kasar yang lolos ayakan
ukuran 12,5 mm dan tertahan 9,5 mm ;
Fly Ash ; NaOH ; Na2SiO3 dan H2O.
Komposisi beton non-pasirmenggunakan
perbandingan volume yaitu, 1 pasta : 4
agregat kasar. Perbandingan pasta
geopolimer 0,3 NaOH : dan 0,7 fly ash
dari berat total pasta geopolimer dalam 1
m3 beton normal, metode trial mix
dengan konsentrasi NaOH 8M, 11M, dan
14M untuk mendapatkan larutan yang
optimum.
Pembuatan buis beton menggunakan
larutan yang optimum yaitu 11M.
Perawatan beton geopolimer yaitu
perawatan pada suhu ruang. Benda uji
berupa : silinder diameter 10 cm dan
tinggi 20 cm, dan silinder diameter 15 dan
tinggi 30 cm.Mix Design untuk
merancang campuran buis beton tanpa
semen tanpa pasir dilakukan setelah
diketahui sifat fisik dan mekanik bahan.
Evaluasi dilakukan terhadap Slump flow
test (standar Revisi SNI 03-1972-1990,
Berat isi (ASTM C 138-92), kekuatan
tekan (ASTM C 39-83 B )dan kekuatan
tarik (ASTM C 496-90).
Pratikto dan Indah Puspita Sari, Beton Geopolimer Non-pasir...
START
HASIL DAN PEMBAHASAN
H2O+NaOH
H2O+NaOH
+
Na2SiO3
END
Gambar 2. Larutan Geopolimer
Adapun langkah pembuatan buis beton
tanpa semen tanpa pasir:
1. Mix design sesuai molaritas yang
direncanakan.
2. memasukkan agregat kasar dan fly
ash sesuai dengan mix design.
3. Memasukan larutan geopolimer ± 8
menit.
4. Slump test dan membuat benda uji
silinder.
5. Pembuatan buis beton
6. Pelepasan cetakan buis beton
7. Perawatan benda uji dan buis beton
8. Pembuatan konstruksi Resapan Air
Hasil Mix Design Buis Beton Geopolimer
Non Pasir dengan Molaritas 11M :
(NaOH)2 (kg) 4.739; Na2SiO3 (kg) 9.478
; Air (kg) 8.831 ; Fly Ash (kg) 53.779 ;
Agregat Kasar (kg) 230.480.
Untuk proses pembuatan buis beton,
cetakan yang terbuat dari plat baja dilapisi
oleh lembaran plastik dan ini yang
berbeda dengan beton normal biasa.
Halini akan mempermudah pembukaan
cetakan plat baja agar supaya beton
geopolimer tidak menempel pada dinding
cetakan. Adapun tenggang waktu yang
dibutuhkan sekitar 2 jam untuk
melepaskan cetakan.
Sebelum merencanakan komposisi beton
geopolimer, dibuat serangkaian test sifit
fisis dari bahan pembentuk beton.
Berat jenis 2,899
penyerapan air dengan nilai rata-rata
6.767%
kadar air rata-rata sebesar 1.411%
berat jenis fly ash rata-rata sebesar 2.469
Komposisi beton untuk :
8M, 11M, 14M
(NaOH)2 (kg) 0,584 0,706 0,778
Na2SiO3 (kg) 1,169 1,412 1,555
Air (kg)
1,680 1,315 1,100
Fly Ash (kg)
8,010
Agregat Kasar (kg)
34,327
Kuat tekan yang dihasilkan dari ketiga
variasi ini diantara 8 MPa dengan slump
yang berkisar antara 18 – 22 mm.
Kemudahan pengerjaan dan jumlah
larutan geopolimer yang terbentuk
merupakan faktor untuk menentukan nilai
molaritas yang dipilih yaitu 11Molar.
Sifat mekanik yang lain mengikuti
kekuatan tekan beton sehingga factor
utama yang dominan adalah kuat tekan.
Bila kuat tekan bertambah maka kuat
Tarik
juga
bertambah
dan
sebaliknya.(Gambar 4)
Proses pembuatan buis beton dimukai dari
pengadukan, pengecoran dan pembukaan
cetakan seperti pada gambar 5.
Setelah buis beton berumur 28 hari di
tanam untuk digunakan sebagai bangunan
resapan air.Buis beton ini merupakan
struktur yang porous dan ditempatkan
dibawah buis yang kedap air seperti pada
gambar 6. Uji sederhana dari bangunan
resapan air ini menghasilkan bahwa pada
ketinggian 1 meter penuh berisi air , akan
terserap tanah dan habis setelah 2 jam
dengan bagian bawah terlapisi oleh
lembar plastik. Hasil selengkapnya dari
penggunaan buis beton ini akan kami
lanjutkan pada penelitian berikutnya.
POLITEKNOLOGI VOL. 14 No. 1 JANUARI 2015
[4]
KESIMPULAN
Dari hasil kekuatan tekan beton
geopolimer non pasir dapat disimpulkan :
1. Buis
beton tanpa semen
nonpasir menghasilkan beton berpori
yang dapat ditembus oleh air. Beton
dengan kekutan tekan 8 Mpa nonstruktural adalah campuran dari (Kg):
29,07 NaOH ,
58,14 Na2SiO3,
51,54 H2O, 323,75 Fly Ash, 1387,5
Kerikil
,
NaOH
11M, dengan rasionya
Na2SiO3
/NaOH sebesar 2, rasio aktivator/fly a
sh sebesar 0,3 Rasiofly ash /agregat k
asar 1 : 4.Metode perawatan digunaka
n udara terbuka selama 2h hari.
2. Dimensi Buis beton : diameter 80 cm
, tebal 8 cm dan tinggi 50 cm
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
Davidovits, J., 2002, 30 Year of
Successes
and
Failures
in
Geopolimer Applications, Market
Trends and Potentials Brakthroughs,
Geopolimer
2002
conference,
October
28-29,
Melbourne,
Australia.
Tjokrodimuljo, K., 2007, Teknologi
Beton, Biro Penerbit Teknik Sipil
KMTS FT UGM, Universitas
Gadjah Mada, Yogyakarta
Hardjito, D., dan Rangan, B.V.,
2005, Development and Properties
of Low Calcium Fly Ash-Based
Geopolymer Concrete, Research
Report GC 1, Curtin University of
Tecnology, Pearth, Australia.
Hardjito, D., 2005, Studies of Fly
Ash-Based Geopolymer Concrete,
Doctor of Philosoph Thesis, Curtin
University of Tecnology, Pearth,
Australia
Pratikto dan Indah Puspita Sari, Beton Geopolimer Non-pasir...
Gambar 3.Pengadukan , slump test dan uji tekan
Gambar 3.Pengadukan , slump test dan uji tekan
Gambar 4. Kuat tekan
Gambar 5. Pembuatan buis beton
Gambar 6.. Bangunan Resapan air buis beton non-pasir
BETON GEOPOLIMER NON-PASIR UNTUK BUIS BETON
Pratikto1 dan Indah Puspita Sari
Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta, Jln. Prof. Dr. G. A. Siwabessy,
Kampus Baru UI Depok 16425, Telp. 0217863532
Email: 1pratikto@ymail.com
Abstract
Geopolymer concrete is concrete with a binder solution that does not need cement, but the use of fly ash as an
adhesive for the content of silica and alumina very high. Fly Ash was activated with an alkaline solution such
as Sodium Hydroxide and Sodium Silicate as catalyst. This research aims to make geopolymer concrete-buis
with out sand that to be used as a water catchment form. This concrete is the variation of the concentration of
NaOH used in the ratio Na2SiO3 / NaOH for 2 while the ratio of activator / fly ash is 0.3 and 2%
superplasticizer content. Compaction method used with stabbing for treatment at a temperature of space left
without special treatment until the age of testing as the reference point. For the characteristics of geopolymer
concrete is analyzed from the results of the test specimen of compressive strength, tensile strength and flexural
strength.
Reduced chance of rain water infiltrating into the soil and water control, to cope with flooding and drought
are through infiltration wells which is one of the environmentally friendly drainage system by increasing
infiltration of rainwater into the soil and reduce runoff to cause flooding. Buis concrete without cement and
without sand will be a good and economical solution
Keywords: Geopolymer concrete, Fly ash, superplasticizer ,water catchment
Abstrak
Beton geopolymer adalah beton dengan larutan bahan pengikat yang tidak menggunakan semen, tetapi
menggunakan fly ash sebagai perekat karena kandungan silika dan aluminanya sangat tinggi.Fly Ash yang
digunakan diaktifkan dengan larutan alkali berupa Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat sebagai
katalisatornya.Penelitian ini bertujuan untuk membuat buis beton geopolimer non pasir untuk digunakan
sebagai sumur resapan air.Beton ini dengan variasi konsentrasi NaOH yang digunakan pada rasio
Na2SiO3/NaOH sebesar 2 sedangkan rasio activator /fly ash adalah 0,3 dan kadar superplasticizer 2%.
Metode pemadatan dengan penusukan dan untuk perawatan dibiarkan disuhu ruang tanpa perlakuan khusus
sampai umur pengujian (refensi).Untuk karakteristik beton geopolimer ini dianalisa dari hasil benda uji
terhadap kuat tekan, kuat tarik dan kuat lentur.Berkurangnya kesempatan air hujan berinfiltrasi ke dalam
tanah dan pengendalian air, untuk mengatasi genangan dan kekeringan adalah melalui sumur resapan yang
merupakan salah satu sistem drainase berwawasan lingkungan dengan memperbesar resapan air hujan ke
dalam tanah dan memperkecil aliran permukaan sebagai penyebab banjir. Buis beton tanpa semen dan tanpa
pasir akan merupakan solusi yang baik dan ekonomis.
Kata Kunci: Beton geopolimer non pasir, Fly ash, superplasticizer , sumur resapan air
PENDAHULUAN
Menurut para ahli penurunan muka air
tanah di kota Jakarta mencapai 0,5-12 cm
per tahun, sedangkan kenaikan air laut
sekitar 0,9 cm per tahun. Diperkirakan
bahwa kota Jakarta akan tenggelam dalam
waktu 50 tahun ke depan. Kondisi
tersebut juga diperkirakan akan terjadi di
kota-kota lainnya di Indonesia. Selama
ini, di Jakarta hampir 85% air hujan
menjadi limpasan dan kurang dari 10%
yangmasuk terserap kedalam tanah dan
menjadi
air
tanah.
Jawa
Barat
diperkirakan hanya memiliki cadangan air
8 miliar meter kubik pada musim
kemarau. Itu hanya 9% air yang tersimpan
saat musim hujan 81 miliar meter
kubik.91% tidak terserap jadi cadangan
karena rusaknya lingkungan. Di Semarang
penurunan muka air tanahnya antara 12,5% meter per tahun, amblas tanahnya
antara 1-8 cm pertahun. Sebagai
gambaran solusi adalah seperti kawasan
pemukiman seluas 1.000 hektar dan
tertutupi 3/4 bagiannya. Setiap kali turun
Pratikto dan Indah Puspita Sari, Beton Geopolimer Non-pasir...
hujan yang curah hujannya 1000 mm akan
ada 750.000 kubik air hujan yang tidak
dapat meresap ke dalam tanah. Jumlah
sekian akan berkumpul dengan aliran
permukaan dari kawasan lain pada lahan
yang
rendah
sehingga
dapat
mengakibatkan banjir. Maka sebuah
kawasan yang jumlah rumahnya 1000
buah, jika masing-masing penghuni
membuat sumur resapan dengan volume 2
kubik berarti dapat mengurangi aliran
permukaan sebesar 2.000 kubik air.
Secara prinsip sumur resapan ini dapat
mengatasi kebutuhan air atau mencegah
banjir di lokasi perkotaan.Sumur resapan
merupakan lubang untuk memasukan air
kedalam tanah.Sumur resapan digali
dengan kedalaman di atas muka air tanah
atau lebih dengan kondisi terisi media
penyerap air.Dengan penelitian ini penulis
berharap dapat memberikan inovasi
sebagai upaya yang dapat dilakukan untuk
mengatasi banjir.Keberhasilan penelitian
ini diharapkan bisa menambah wawasan
masyarakat mengenai sumur resapan
dengan
mengaplikasikan
beton
geopolimer non-pasir. Dengan menggunakan buis beton tanpa semen dan tanpa
pasir dapat berfungsi sebagai konstruksi
sumur resapan dengan biaya yang dapat
bersaing.Permasalahan dalam penelitian
ini adalah molaritas berapa pada beton
geopolimer non pasir dan bagaimana
pemanfaatan beton geopolimer non pasir
untuk buis beton.Tujuan yang ingin
dicapai dalam penelitian ini adalah
mendapatkan angka molaritas yang
optimum
untuk
menghasilkan
workabilitas pada beton geopolimer,
memanfaatkan beton geopolimer non
pasir pada buis beton. Beton adalah
material yang terbentuk dari semen kerikil
dan pasir yang disatukan dengan air.
Beton tanpa semen mulai diperkenalkan
Davidovits pada tahun 1979, yaitu beton
yang menggunakan bahan pengikat yang
dihasilkan dari reaksi polimer larutan
alkali dengan silica dan alumunium yang
terkandung dalam material seperti fly ash,
blast furnace slag, metakolin atau abu
sekam padi disebut sebagai beton
geopolimer[1]. Beton tanpa pasir (No
Fines Concrete), merupakan suatu bentuk
sederhana dari beton ringan yang dalam
pembuatannya tidak mengunakan agregat
halus.Tidak adanya agregat halus dalam
campuran menghasilkan beton berpori
sehingga beratnyaberkurang [2].Beton
tanpa semen dan tanpa pasir adalah beton
tanpa agregat halus dengan bahan
pengikat
yang
sepenuhnya
tidak
menggunakan semen, tetapi menggunakan
fly ash
sebagai pengganti semen.
Material ini merupakan limbah batu bara
dan mempunyai kandungan silica dan
aluminanya sangat tinggi. Fly-Ash yang
diaktifkan dengan larutan alkali berupa
Sodium Hiroksida (NaOH) dan Sodium
Silikat (Na2SiO3) sebagai katalisatornya.
Kombinasi ini akan digunakan sebagai
material untuk membuat konstruksi
resapan dengan bantuk silinder.Pada
proses geopolomerisasi larutan alkaline
yang sering digunakan merupakan
kombinasi sodium hiroksida (NaOH) atau
potassium hiroksida (KOH) dan sodium
silikat (K2SiO3). Jenis larutan alkali
berperan
penting
dalam
proses
polimerisasi. Reaksi lebih cepat terjadi
jika mengandung silikat dibanding
hiroksida.Adapun
larutan
NaOH
memberikan reaksi yang lebih baik
dibanding larutan KOH. Penggunaan
bahan sodium (Na) yaitu sodium
hiroksida atau sodium silikat akan lebih
murah sehingga biaya dapat ditekan dan
teknologi yang digunakanlebih feasible
[3].
Perencanaan sumur resapan air hujan
untuk lahan pekarangan mengikuti
standard SNI yang ada, yaitu, Sumur
resapan harus berada pada lahan yang
datar, tidak pada tanah berlereng, curam
atau labil dan sumur resapan harus
dijauhkan dari tempat penimbunan
sampah, jauh dari septic tank (minimum 5
m diukur dari tepi), dan berjarak 1 m dari
fondasi bangunan. Penggalian sumur
resapan bisa sampai tanah berpasir atau
maksimal 2 m dibawah permukaan air
POLITEKNOLOGI VOL. 14 No. 1 JANUARI 2015
tanah. Kedalaman muka air (water table)
tanah minimum 1,5 m pada musim hujan.
Struktur
tanah
harus
mempunyai
permeabilitas tanah (kemampuan tanah
menyerap air) lebih besar atau sama
dengan 2,0 cm/jam artinya, genangan air
setinggi 2 cm akan terserap habis dalam 1
jam.
diantaranya adalah: Bentuk, Berat Jenis
dan Penyerapan Air atau susunan butiran
serta kekuatan, berat isi dan kadar air.
Tidak digunakannya pasir dan gradasi
agregat kasar yang seragam antara 9,5
mm – 12 mm akan menjadikan beton ini
porous agar supaya dapat ditembus oleh
air.
METODE PENELITIAN
Tahapan penelitian dibagi menjadi empat
bagian utama yairu persiapan dan
pengujian bahan, penyusunan rancangan
campuran, pembuatan dan pemeriksaan
benda uji, serta pembahasan dan analisa
hasil pengujian.Penelitian ini dilakukan
dengan metode eksperimen, yaitu dengan
tidak menggunakan pasir pada campuran
beton
geopolimer.Persiapan
untuk
membuat larutan geopolimer di sajikan
pada gambar 2.Dalam SNI 03-2847-2002,
agregat didefinisikan sebagai material
granular, misalnya pasir, kerikil, batu
pecah, dan kerak tungku pijar, yang
dipakai bersama-sama dengan suatu
media pengikat untuk membentuk beton.
Bahan pengikat dalam campuran beton
geopolimer terdiri dari fly ash mempunyai
ukuran sangat halus dan sangat baik untuk
mengisi rongga yang terdapat dalam
beton. Fly ash memiliki sifat pozzolan
dengan kandungan silikat dan aluminat
yang tinggi sehingga dapat beraksi dengan
air dan kapur padam, dan dapat berubah
menjadi massa padat yang tidak larut
dalam air [2]. Komposisinya tergantung
dari tipe batu bara. Tetapi dengan
kehadiran air dan ukuran partikelnya yang
halus, oksida silika yang dikandung oleh
fly ash akan bereaksi secara kimia dengan
Sodium Hidroksida dan menghasilkan zat
yang memiliki kemampuan mengikat[4].
Komposisi dari fly ash sebagian besar
terdiri dari silikat dioksida (SiO2),
alumunium (Al2O3), besi (Fe2O3) dan
kalsium (CaO), serta magnesium,
potassium, sodium, titanium, sulfur,
dalam jumlah yang kecil.
Sifat Fisik dan Mekanis pada agregat
dapat dibagi menjadi beberapa macam,
Penelitian ini menggunakan bahan-bahan
seperti:Agregat Kasar yang lolos ayakan
ukuran 12,5 mm dan tertahan 9,5 mm ;
Fly Ash ; NaOH ; Na2SiO3 dan H2O.
Komposisi beton non-pasirmenggunakan
perbandingan volume yaitu, 1 pasta : 4
agregat kasar. Perbandingan pasta
geopolimer 0,3 NaOH : dan 0,7 fly ash
dari berat total pasta geopolimer dalam 1
m3 beton normal, metode trial mix
dengan konsentrasi NaOH 8M, 11M, dan
14M untuk mendapatkan larutan yang
optimum.
Pembuatan buis beton menggunakan
larutan yang optimum yaitu 11M.
Perawatan beton geopolimer yaitu
perawatan pada suhu ruang. Benda uji
berupa : silinder diameter 10 cm dan
tinggi 20 cm, dan silinder diameter 15 dan
tinggi 30 cm.Mix Design untuk
merancang campuran buis beton tanpa
semen tanpa pasir dilakukan setelah
diketahui sifat fisik dan mekanik bahan.
Evaluasi dilakukan terhadap Slump flow
test (standar Revisi SNI 03-1972-1990,
Berat isi (ASTM C 138-92), kekuatan
tekan (ASTM C 39-83 B )dan kekuatan
tarik (ASTM C 496-90).
Pratikto dan Indah Puspita Sari, Beton Geopolimer Non-pasir...
START
HASIL DAN PEMBAHASAN
H2O+NaOH
H2O+NaOH
+
Na2SiO3
END
Gambar 2. Larutan Geopolimer
Adapun langkah pembuatan buis beton
tanpa semen tanpa pasir:
1. Mix design sesuai molaritas yang
direncanakan.
2. memasukkan agregat kasar dan fly
ash sesuai dengan mix design.
3. Memasukan larutan geopolimer ± 8
menit.
4. Slump test dan membuat benda uji
silinder.
5. Pembuatan buis beton
6. Pelepasan cetakan buis beton
7. Perawatan benda uji dan buis beton
8. Pembuatan konstruksi Resapan Air
Hasil Mix Design Buis Beton Geopolimer
Non Pasir dengan Molaritas 11M :
(NaOH)2 (kg) 4.739; Na2SiO3 (kg) 9.478
; Air (kg) 8.831 ; Fly Ash (kg) 53.779 ;
Agregat Kasar (kg) 230.480.
Untuk proses pembuatan buis beton,
cetakan yang terbuat dari plat baja dilapisi
oleh lembaran plastik dan ini yang
berbeda dengan beton normal biasa.
Halini akan mempermudah pembukaan
cetakan plat baja agar supaya beton
geopolimer tidak menempel pada dinding
cetakan. Adapun tenggang waktu yang
dibutuhkan sekitar 2 jam untuk
melepaskan cetakan.
Sebelum merencanakan komposisi beton
geopolimer, dibuat serangkaian test sifit
fisis dari bahan pembentuk beton.
Berat jenis 2,899
penyerapan air dengan nilai rata-rata
6.767%
kadar air rata-rata sebesar 1.411%
berat jenis fly ash rata-rata sebesar 2.469
Komposisi beton untuk :
8M, 11M, 14M
(NaOH)2 (kg) 0,584 0,706 0,778
Na2SiO3 (kg) 1,169 1,412 1,555
Air (kg)
1,680 1,315 1,100
Fly Ash (kg)
8,010
Agregat Kasar (kg)
34,327
Kuat tekan yang dihasilkan dari ketiga
variasi ini diantara 8 MPa dengan slump
yang berkisar antara 18 – 22 mm.
Kemudahan pengerjaan dan jumlah
larutan geopolimer yang terbentuk
merupakan faktor untuk menentukan nilai
molaritas yang dipilih yaitu 11Molar.
Sifat mekanik yang lain mengikuti
kekuatan tekan beton sehingga factor
utama yang dominan adalah kuat tekan.
Bila kuat tekan bertambah maka kuat
Tarik
juga
bertambah
dan
sebaliknya.(Gambar 4)
Proses pembuatan buis beton dimukai dari
pengadukan, pengecoran dan pembukaan
cetakan seperti pada gambar 5.
Setelah buis beton berumur 28 hari di
tanam untuk digunakan sebagai bangunan
resapan air.Buis beton ini merupakan
struktur yang porous dan ditempatkan
dibawah buis yang kedap air seperti pada
gambar 6. Uji sederhana dari bangunan
resapan air ini menghasilkan bahwa pada
ketinggian 1 meter penuh berisi air , akan
terserap tanah dan habis setelah 2 jam
dengan bagian bawah terlapisi oleh
lembar plastik. Hasil selengkapnya dari
penggunaan buis beton ini akan kami
lanjutkan pada penelitian berikutnya.
POLITEKNOLOGI VOL. 14 No. 1 JANUARI 2015
[4]
KESIMPULAN
Dari hasil kekuatan tekan beton
geopolimer non pasir dapat disimpulkan :
1. Buis
beton tanpa semen
nonpasir menghasilkan beton berpori
yang dapat ditembus oleh air. Beton
dengan kekutan tekan 8 Mpa nonstruktural adalah campuran dari (Kg):
29,07 NaOH ,
58,14 Na2SiO3,
51,54 H2O, 323,75 Fly Ash, 1387,5
Kerikil
,
NaOH
11M, dengan rasionya
Na2SiO3
/NaOH sebesar 2, rasio aktivator/fly a
sh sebesar 0,3 Rasiofly ash /agregat k
asar 1 : 4.Metode perawatan digunaka
n udara terbuka selama 2h hari.
2. Dimensi Buis beton : diameter 80 cm
, tebal 8 cm dan tinggi 50 cm
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
Davidovits, J., 2002, 30 Year of
Successes
and
Failures
in
Geopolimer Applications, Market
Trends and Potentials Brakthroughs,
Geopolimer
2002
conference,
October
28-29,
Melbourne,
Australia.
Tjokrodimuljo, K., 2007, Teknologi
Beton, Biro Penerbit Teknik Sipil
KMTS FT UGM, Universitas
Gadjah Mada, Yogyakarta
Hardjito, D., dan Rangan, B.V.,
2005, Development and Properties
of Low Calcium Fly Ash-Based
Geopolymer Concrete, Research
Report GC 1, Curtin University of
Tecnology, Pearth, Australia.
Hardjito, D., 2005, Studies of Fly
Ash-Based Geopolymer Concrete,
Doctor of Philosoph Thesis, Curtin
University of Tecnology, Pearth,
Australia
Pratikto dan Indah Puspita Sari, Beton Geopolimer Non-pasir...
Gambar 3.Pengadukan , slump test dan uji tekan
Gambar 3.Pengadukan , slump test dan uji tekan
Gambar 4. Kuat tekan
Gambar 5. Pembuatan buis beton
Gambar 6.. Bangunan Resapan air buis beton non-pasir